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1、第3课时物质的聚集状态气体摩尔体积【学考报告】知识内容必考加试1.固、液、气态物质的一些特征2气体摩尔体积的概念3阿伏加德罗定律及其推论4有关气体体积的简单计算5气体体积运用于化学方程式的简单计算abbbabbcb一、物质的聚集状态1物质的聚集状态、性质及微观解释物质的聚集状态微观结构微粒的运动方式宏观性质固态微粒排列紧密，微粒间空隙小在固定的位置上振动有固定的形状，几乎不能被压缩液态微粒间排列较紧密，微粒间空隙较小可以自由移动没有固定的形状，不易被压缩气态微粒间距离较大可以自由移动没有固定的形状，容易被压缩2.决定物质体积的因素物质的体积与很多因素有关。在温度和压强一定时，物质的体积主要由微
2、粒数目、微粒大小、和微粒间距离决定。(1)在温度和压强一定时，1 mol 固态物质或液态物质的体积主要取决于微粒的大小，所以1 mol固态物质或液态物质的体积往往是不同的。(2)气态物质中微粒之间的距离与外界的温度、压强有关，在温度和压强一定时，气态物质中微粒之间的距离相等；1 mol气态物质的体积主要取决于微粒间的距离，在相同温度和压强下，任何具有相同微粒数的气体都具有相同的体积。【训练1】 气体的体积主要是由以下什么因素决定的：气体分子的直径；气体物质的量的多少；气体分子间的平均距离；气体分子的相对分子质量()ABCD解析气体的体积主要由气体物质的量的多少和气体分子间的平均距离决定。答案C
3、点拨：气态物质中，与微粒间距相比，微粒本身大小可以忽略不计。二、气体摩尔体积1气体摩尔体积(1)单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，用Vm表示，常用单位为Lmol1。(2)标准状况下，气体摩尔体积约为22.4_Lmol1。2气体摩尔体积的相关计算(1)气体的物质的量nV/Vm；(2)气体的摩尔质量MVm22.4_(标准状况，：gL1)；(3)气体的分子数NnNANA；(4)气体的质量mnMM。【思考探究】1气体摩尔体积与1 mol气体的体积有什么不同？提示气体摩尔体积不是“体积”，单位不是体积单位L、m3等，其常用单位为Lmol1。2标准状况下，0.2 mol H2和0.8 mol
4、O2的混合气体的体积是否为22.4 L?答案是，气体摩尔体积研究的对象是气体，既适用于纯净气体，又适用于混合气体。【例1】 下列说法正确的是()A32 g O2占有的体积约为22.4 LB22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子C在标准状况下，22.4 L水的质量约为18 gD22 g二氧化碳与标准标况下11.2 L HCl含有相同的分子数解析A、B都没有指明是否在“标准状况”下，是错误的；C指明“标准状况”，但在此条件下水是非气体，所以22.4 L水不是1 mol，故也不是18 g；D项中22 g CO2的物质的量为0.5 mol，标准状况下11.2 L HCl的物质的量也为0.5 m
5、ol，两种气体的物质的量相同，所以含有的分子数也相同，因此选项D符合题意。答案D借题发挥：只要用到体积，就要考虑温度、压强；只要用到“22.4 Lmol1”，就要弄清是否是标准状况、是否是气体。审题一定要准确。【训练2】 在标准状况下，与12 g H2的体积相等的N2()A质量为12 gB物质的量为6 molC体积为22.4 LD分子数为6.021023解析12 g H2的物质的量为6 mol，则N2的物质的量也为6 mol；6 mol N2的质量为168 g，体积为134.4 L(标准状况)，分子数为3.6121024。答案B【例2】(加试题) 设阿伏加德罗常数的值为NA，标准状况下某种O2
6、和N2的混合气体m g含有b个分子，则n g该混合气体在相同状况下所占的体积应是()A.L B.LC.L D.L解析根据其组分及其含量相同，所以其质量与分子数成正比，设n g该混合气体含有的分子数为x个，质量与分子数的比例式为：m gbn gx，x，n g该混合气体含有的物质的量为：nmol，其体积为：VnVmmol22.4 L/molL。答案A借题发挥：(1)要突出物质的量是计算的核心。(2)要充分利用公式n(标准状况)进行m、n、V之间的相互换算。【训练3】(加试题)标准状况下，将1 g氦气、11 g二氧化碳和4 g氧气混合，该混合气体的体积约为()A8.4 LB11.2 L C14.0
7、LD16.8 L解析He的物质的量为0.25 mol，二氧化碳的物质的量为0.25 mol，氧气的物质的量为0.125 mol，则气体的总物质的量为0.25 mol0.25 mol0.125 mol0.625 mol ，标准状况下，该混合气体的体积约为0.625 mol22.4 L/mol14.0 L，故选C。答案C三、气体体积运用于化学方程式中的计算在化学反应方程式中，在相同状况下，气体体积之比等于气体的物质的量之比，等于物质的分子数之比，等于计量数之比。【例3】 现有17.6 g铁和铜的合金与足量的稀盐酸反应，产生标准状况下的H2 4.48 L，则合金中所含铜的物质的量为_。解析设17.6
8、 g铁和铜的合金中含有铁的物质的量为n，则Fe2HCl=FeCl2H21 mol22.4 Ln4.48 L所以解得：n0.2 molm(Fe)0.2 mol56 gmol111.2 gn(Cu)0.1 mol答案0.1 mol【训练4】 现有14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L。(1)该混合气体的平均摩尔质量为_。(2)混合气体中碳原子的个数为_(用NA表示阿伏加德罗常数)。(3)将混合气体依次通过下列装置，最后收集在气球中(实验在标准状况下进行)。气球中收集到的气体的摩尔质量为_。气球的体积为_L。解析(1)混合气体的物质的量为0.4 mol，M36 gmo
9、l1。(2)0.4 mol CO和CO2的混合气体中，碳原子为0.4NA。(3)将混合气体依次通过氢氧化钠溶液和浓硫酸，则气球中收集到的气体是CO。设原混合气体中CO的物质的量为n1 mol，CO2的物质的量为n2 mol，则有：，解得因此气球中收集到0.2 mol CO，在标准状况下的体积为4.48 L。答案(1)36 gmol1(2)0.4NA(3)28 g/mol4.48四、阿伏加德罗定律及推论(加试)1阿伏加德罗定律(1)同温同压下，相同体积的气体含相同的分子数或(物质的量)。(2)“四同定律”，即同温、同压、同体积和同分子数，只要有三个“同”成立，第四个“同”必定成立。2推论(1)同
10、温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，即：。(2)同温同压下，气体密度之比等于其相对分子质量之比，即：。(3)同温同体积下，气体压强之比等于其物质的量之比，即：。(4)同温同压同体积下，气体的质量之比等于其摩尔质量之比，即。【例4】 下列叙述中正确的是()A同温同压下，相同体积的物质，其物质的量必然相等B同温同压下，等物质的量的甲烷和一氧化碳含有相同的分子数C1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气质量小D同温同压下，等体积的物质所含有的分子数一定相等解析A、D中，没有指明是气态物质，所以无法应用阿伏加德罗定律进行推导；C中，没有指明温度和压强是否相同，则不能确定两者的物质的量及质量。答案B【训
11、练5】 同温同压下，两个容积相等的储气瓶，一个装有C2H4，另一个装有C2H2和C2H6的混合气体，两瓶内的气体一定具有相同的()A质量B原子总数C碳原子数D密度解析根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的气体物质的量相同。若C2H2和C2H6的物质的量比为11，则两瓶气体质量、原子总数、碳原子数、密度都相等，若两者物质的量比不等于11，则只有碳原子数相等。答案C【例5】 在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断，下列说法中正确的是()A若M(甲)M(乙)，则分子数：甲乙B若M(甲)M(乙)，则气体摩尔体积：甲乙C若M(甲
12、)M(乙)，则气体的压强：甲乙D若M(甲)M(乙)，则气体的体积：甲乙解析等质量的气体，其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比，若M(甲)M(乙)，则分子数：甲乙，A错误；若M(甲)M(乙)，则物质的量：甲乙，又气体体积相等，故气体摩尔体积：甲乙，B错误；同温同体积同质量的气体或混合气体，压强与摩尔质量成反比，C正确；由质量和密度相等可知气体体积相等，D错误。答案C借题发挥：阿伏加德罗定律及推论不应死记硬背来记忆，而应通过理解来记忆。学会由理想气体状态方程pVnRT(p压强，V体积，n物质的量，R常数，T热力学温度)自己推导。并且理解记忆其变形公式：pVnRTRT，变形得pMRTRT。【训练6
13、】 在两个密闭容器中，分别充有质量相同的甲、乙两种气体，若两容器的温度和压强均相同，且甲的密度大于乙的密度，则下列说法正确的是()A甲的分子数比乙的分子数多B甲的物质的量比乙的物质的量少C甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小D甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小解析同温、同压下甲的密度大于乙的密度，说明甲的相对分子质量大，故在等质量的前提下，甲的物质的量少。由公式mV得出，甲V甲乙V乙。，因为甲乙，则V甲V乙，同温、同压条件下，n乙n甲。M甲，M乙得M乙M甲，因此B正确。答案B1下列说法中正确的是()A任何一个水分子，其本身都是固体B逐渐加热升温，碳酸氢铵也可体现出三态变化C面包是固体，但在受压时体积
14、缩小，故可以说固体易被压缩D在水蒸气、液态水和冰中，水分子都在不停地运动解析物质的固、液、气三态是大量分子聚集时所表现出的一种状态，故单个分子不能说聚集状态，A错。碳酸氢铵受热时，在熔化之前就已分解，故无法体现本身的三态变化，B错。面包不是单一的固体，它里面包含了大量的气体，受压时体积缩小是其中的气体被压缩排出所致，而不是固体本身被压缩，C错。在水的三种状态中，其分子都在不停地运动，只是运动的方式、速率不同，故D对。答案D2下列说法正确的是()A1 mol O2和1 mol N2所占体积都为22.4 LBH2的气体摩尔体积为22.4 LC在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都为22.4 LD在标准状况下，22.4 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N的物质的量为2 mol解析A中没有标明温度和压强，无法确定气体的体积；B中气体摩尔体积的单位不是“L”，而应是“Lmol1”另外未指明气体的温度和压强，22.4 L这个数值也是无意义的；在标准状况下水不是气态，1 mol水的体积
